Солнечный коллектор. Горячая вода или отопление?

В интернете можно найти достаточно много предложений от продавцов солнечных коллекторов. Для начала, давайте разберемся, что же это такое.
Наверно, многим знакома идея солнечного душа. Берем бочку, красим ее в черный цвет, поднимаем на возвышение, а в нижней части делаем краник с душевой насадкой. Вечером наливаем в бочку воду. К следующему вечеру вода в бочке прогревается до тепературы, при которой вполне можно принять душ. Некоторые пошли дальше. Бочку установили внутри помещения (дома или бани), а для нагрева вынесли на улицу чугунную (или другую) батарею (радиатор отопления). Батарею соединили трубами с бочкой. Вода, нагреваясь в батарее, начинает циркулировать в системе и постепенно нагревается. Вот и получился первый, достаточно примитивный, солнечный коллектор.

Вакуумные солнечные коллекторы.

При всей простоте и эффективности, у солнечного коллектора есть достаточно существенный недостаток. Теплоноситель в нем не только нагревается от солнечной энергии, но и охлаждается от теплопередачи через окружающий воздух. Для того, чтобы исключить этот эффект, разработан вакуумный солнечный коллектор. Суть его в следующем. Медная трубка, в которой циркулирует теплоноситель, помещается внутрь стеклянной трубки. Из пространства между трубками откачивается воздух (создается вакуум). В связи с нулевой теплопроводностью вакуума, исключается теплопередача от медной трубки к окружающему воздуху. Тем не менее, солнечные лучи беспепятственно попадают на нее и нагревают теплоноситель.
Стоит заметить, что вакуумные солнечные коллектора могут эффективно работать при достаточно низких температурах окружающего воздуха.

Эффективность солнечного коллектора.

Солнечный коллектор - это достаточно простое и надежное изделие. Срок службы его составляет десятки лет, а обслуживание сводится только к периодическому осмотру. Вакуумный солнечный коллектор способен нагревать воду даже зимой.  Фактически, это источник дармового тепла. Казалось бы, идея использовать его в бытовых целях является самой разумной. Однако, давайте прикинем, насколько это возможно.
КПД солнечного коллектора составляет 60-70%. Это означает, что именно столько солнечной энергии преобразуется в тепловую. Количество излучаемой солнцем энергии составляет от 100 до 1000 Вт на квадратный метр (эта цифра очень сильно зависит от времени года и метеоусловий). Также, отметим, что работать солнечный коллектор будет только днем.  Таким образом, чтобы получить один киловатт тепла в зимние месяцы, необходима площадь солнечных коллекторов прримерно 15-18 квадратных метров. А если для отопления дома необходимо затратить 10 киловатт тепла? Опять же, это только днем, а что будем делать ночью? Можно себе представить поле с коллекторами, предназначенное для отопления небольшого частного дома.
Однако, нагреть сотню литров воды для бытовых нужд коллектор вполне способен (вспомните идею с летним душем). Более того, современные солнечные коллектора способны обеспечивать горячей водой семью из нескольких человек практически круглогодично.

Сочетание солнечного коллектора и теплового насоса.

Существует еще одно интересное применение солнечного коллектора. Как уже говорилось, эффективност солнечного коллектора в зимние месяцы достаточно низка. Однако, летом можно получить избыточное количество тепла. Только, вот, что с ним делать? Как его сохранить до холодной зимы? Оказывается, выход есть.
Как Вы уже знаете из материалов данного сайта, тепловой насос получает тепло из земли. Так почему бы не вернуть тепло в землю летом при помощи солнечного коллектора? Как показывает опыт эксплуатации,если в летнее время направить тепло из солнечного коллектора в земляной контур, то можно существенно увеличить КПД теплового насоса в период отопления. Таким образом, используя землю в качестве теплового аккумулятора, можно направить солнечное тепло на отопление дома.